蜂窩移動通信系統(tǒng)中,在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營初期,,運(yùn)營商的主要目標(biāo)是建設(shè)大型的宏蜂窩小區(qū),,取得盡可能大的地域覆蓋率,。隨著用戶的增加,宏蜂窩小區(qū)進(jìn)行小區(qū)分裂,,變得越來越小,。當(dāng)小區(qū)小到一定程度時,建站成本就會急劇增加,,小區(qū)半徑的縮小也會帶來嚴(yán)重的干擾,,另一方面,盲區(qū)仍然存在,,熱點(diǎn)地區(qū)的高話務(wù)量也無法得到很好的吸收,,微蜂窩技術(shù)就是為了解決以上難題而產(chǎn)生的。
與宏蜂窩相比,,微蜂窩主要特征為:
1.覆蓋范圍小,,一般100m~1km;
2.傳輸功率低,,一般10mW~100mW,;
3.一般安裝在建筑物上,無線傳播受環(huán)境影響大,。
4.體積小,、安裝方便靈活。
由于具備上述特點(diǎn),,微蜂窩可以作為宏蜂窩的補(bǔ)充和延伸,,微蜂窩的應(yīng)用主要有兩方面:一是提高覆蓋率,應(yīng)用于一些宏蜂窩很難覆蓋到的盲點(diǎn)地區(qū),,如地鐵,、地下室,;二是提高容量,,主要應(yīng)用在高話務(wù)量地區(qū),如繁華的商業(yè)街,、購物中心,、體育場等。微蜂窩在作為提高網(wǎng)絡(luò)容量的應(yīng)用時一般與宏蜂窩構(gòu)成多層網(wǎng),。宏蜂窩進(jìn)行大面積的覆蓋,,作為多層網(wǎng)的底層,微蜂窩則小面積連續(xù)覆蓋疊加在宏蜂窩上,,構(gòu)成多層網(wǎng)的上層,,微蜂窩和宏蜂窩在系統(tǒng)配置上是不同的小區(qū),有獨(dú)立的廣播信道,。
在多層網(wǎng)結(jié)構(gòu)中,,微蜂窩主要服務(wù)對象為低速運(yùn)動的移動臺,,對于高速移動臺為避免由于頻繁地切換而造成掉話,應(yīng)由宏蜂窩來服務(wù),,系統(tǒng)應(yīng)具有探測移動速度的算法,,這種切換算法的好壞直接影響微蜂窩提高容量的能力。
微蜂窩在初期一般是零散地分步在熱點(diǎn)地區(qū),,話務(wù)量比較集中,,覆蓋面積較小,對容量的提高有限,,隨著用戶的發(fā)展,,熱點(diǎn)地區(qū)已由點(diǎn)逐漸連接成片時,微蜂窩就形成了一個獨(dú)立的微蜂窩層,,各個微蜂窩相連,,在一定范圍內(nèi)連續(xù)覆蓋,在這時,,可以使網(wǎng)絡(luò)容量有很大的提高,,一般對于半徑在1km左右的小區(qū),若在每個扇區(qū)的熱點(diǎn)地區(qū)采用6~8個半徑在0.1km左右的微蜂窩組成微蜂窩層,,可以使網(wǎng)絡(luò)容量提高3~4倍,。
在微蜂窩連接成片的多層網(wǎng)中,移動臺的切換優(yōu)先在微蜂窩與微蜂窩之間進(jìn)行,,在移動臺到達(dá)微蜂窩層的邊緣,,或者微蜂窩擁塞嚴(yán)重,或者移動臺進(jìn)行高速運(yùn)動時才進(jìn)行微蜂窩和宏蜂窩間的切換,,多層網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)容量的提高是建立在復(fù)雜的切換算法的基礎(chǔ)上的,。
多層網(wǎng)的頻率規(guī)劃可以采用兩種方案:一是微蜂窩與宏蜂窩采用相同的頻率段,微蜂窩采用偷頻的方法配置頻點(diǎn),,這種方案的優(yōu)點(diǎn)是不需要額外為微蜂窩分配頻率,,主要應(yīng)用在微蜂窩數(shù)量較少的情況下;另一種方案是為微蜂窩獨(dú)立分配2M~3M頻率帶寬(10~15載頻),,微蜂窩層采用頻率復(fù)用模式,,使用與宏蜂窩正交的頻率,避免了鄰頻干擾,,減少了頻率規(guī)劃的復(fù)雜性,,易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容,這種方案適用于大量微蜂窩組成微蜂窩層的情況,。
微蜂窩層的站點(diǎn)數(shù)量多,,傳輸成本占整個設(shè)備投資的比例大于宏蜂窩基站,根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸手段是非常重要的。微蜂窩一般為1~2載頻,,采用PCM方式傳輸時,,如果采用星型連接,傳輸線占有率非常低,,一般微蜂窩之間采用鏈型方式,,這樣4~5個微蜂窩可以采用一對傳輸線路接到機(jī)房,可以有效地節(jié)約成本,。相對于PCM方式,,利用現(xiàn)有電話線路進(jìn)行傳輸?shù)腍DSL傳輸方式,是目前非常經(jīng)濟(jì)的一種傳輸方式,,微蜂窩設(shè)備也趨向于內(nèi)置HDSL傳輸設(shè)備,。當(dāng)微蜂窩由于特殊原因不能采用上述方式傳輸時,光纖和微波也是較為常用的選擇,。
多數(shù)微蜂窩設(shè)備的制造商提供的微蜂窩設(shè)備,,其發(fā)射功率并非限于微蜂窩的功率范圍,有的微蜂窩設(shè)備的最大發(fā)射功率和宏蜂窩相當(dāng),,可達(dá)4W~5W,,這就提供了另一種現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用,即把微蜂窩設(shè)備當(dāng)作宏蜂窩來使用,,在一些建站難度大,、成本高的地區(qū),如一些地形復(fù)雜的地區(qū)或地產(chǎn)價值很高的街區(qū),,可以先用微蜂窩設(shè)備實(shí)現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的覆蓋,,某些廠家提供的微蜂窩基站,最大可組成6+6+6的小區(qū),,完全可以適應(yīng)從宏蜂窩到微蜂窩的各種網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的需要,。
總之,微蜂窩既可以作為基本的覆蓋,,又可以當(dāng)作覆蓋的補(bǔ)充,,還可以隨業(yè)務(wù)量分布和增長,由點(diǎn)到面進(jìn)行多層覆蓋,,逐步提高網(wǎng)絡(luò)的容量,。雖然微蜂窩的使用增加了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性,、規(guī)劃難度以及經(jīng)濟(jì)成本,,但為了充分利用有限頻率,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的持續(xù)增長,,微蜂窩的使用是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然結(jié)果,。